逆筑法施工技术在军工路隧道浦东暗埋段的应用

“逆筑法”施工技术在军工路隧道浦东暗埋段的应用

摘要：深基坑围护是近年来建筑界关注和探讨的重点，而在城市密集建筑群中采纳地下

连续墙和逆作法处理深基坑是较为有效的方法。介绍某隧道基坑围护中地卜连续墙和逆作法

的具体应用状况。

关键词：深基坑围护地下连续墙逆作法

引言

深基坑围护，既关系到围护结构本身的平安，又涉及邻近建筑物和四周环境的平安，同

时还干脆关系到工程造价和施工进度。因此，深基坑围护是近年来建筑界关注和探讨的重点

课题。多层地下结构采纳“逆作法”施工，是一种比较先进的深基坑围护技术。而超深地下

结构设计和应用，也只有在地下连续墙技术得到应用时才成为现实。而地卜连续墙用于逆作

法施工，又使逆作法成为更为合理、有效和牢靠的方法。

地下连续墙逆作法施工使支护体系和地下结构合二为一，利用原有地下结构梁板作为

护坡结构的支撑体系，增加了原地下结构的功能，简化了施工工序，大大降低了材料和施工

费用，具有显著的技术经济效益。更为重要的是使得深基坑开挖对地面及周边的建筑、管线、

交通的影响可降到最低。本文介绍的某隧道暗埋段基坑开挖中就运用了此技术，取得了很好

的经济、社会和环境效应3

一、“逆筑法”的工艺原理和优缺点

“逆筑法”是施工轨道交通车站、隧道暗埋段以及高层建筑多层地下室和其他多层地下

结构的有效方法。传统的方法是开敞式施工，即大开口放坡开挖，或用支护结构围护后垂直

开挖，挖至设计标高后浇筑钢筋混凝土底板，再由下而上逐层施工各层地下结构，待地下结

构完成后再进行地上结构施工。

对于深度大的隧道暗埋段多层地下结构，用上述传统方法施工存在一些问题。首先支

护结构的设置存在肯定困难，由于基坑很深，支护结构的挡墙长度很大，费用增加，尤其是

基坑内部支护结构的支撑用最大，一方面需用大量大规格的钢材，或浇筑大量钢筋碎支撑，

另一方面也增加了地下结构施T的难度；如不实行特殊措施，亦会危及基坑旁边的建筑物、

地下管线和道路。深基坑的开挖，基坑的变形和四周地面的沉降是施工中急待解决的问题之

实践证明，利用“逆筑法”施工开挖深度大的多层地下结构是非常有效的。“逆筑法”

的工艺原理是：光沿构筑物地卜.结构轴线（地卜连续墙也是地卜.结构承重墙）或四周（地卜连续

墙等只用作支护结构）施工地下连续墙或其他支护结构，同时在建筑物内部的有关位置浇筑

或设置中间支承柱，作为施工期间于底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑。然

后施工构筑物的顶部结构，作为地下连续墙刚度很大的支撑，随后逐层向下开挖土方和浇筑

各层地下结构，直至底板封底。和此同时，由于地面顶部结构已完成，为上部结构施工或管

线施工及地面道路复原创建了条件。这样地面上交通和地下施工同时进行各不干扰，宜至工

程结束。

和传统施工方法比较，用“逆筑法”施工地下结构有下述优点：

1.缩短施工对地面交通影响的期限。

隧道暗埋段地下结构如采纳传统方法施工，其总工期为地下结构工期加管线及路面修

复的工期。而用“逆筑法”施工，只有槽壁、立柱桩、抗拔桩、降水、土体加固及顶板等施

工期间影响交通。而地下各层结构的挖土、支撑、浇筑碎不影响地面交通。

2.基坑变形小，相邻建筑物等沉降少

采纳“逆筑法”施工，是利用逐层浇筑的地下室结构作为四周支护结构地下连续墙的内部支

撑。由于地下室结构和临时支撑相比刚度大得多，所以地下连续墙在侧压力作用下的变形就

小得多。此外，由于中间支承柱的存在使底板增加了支点，浇筑后的底板成为多跨连续板结

构，和无中间支承柱的状况相比跨度减小，从而使底板H勺隆起也削减。因此，“逆筑法”施

工能削减基坑变形，使相邻的建（构）筑物、道路和地下管线等的沉降削减，在施工期间可保

证其正常运用。

3.使底板设计趋向合理

钢筋混凝十.底板要满意抗浮要求。用传统方法施工时，底板浇筑后支点少，跨度大，

上浮力产生的弯矩值大，有时为了满意施工时抗浮要求而需加大底板的厚度，或增加底板的

配筋。而当地下和地上结构施工结束，上部荷载传下后，为满意抗浮要求而加厚的混凝土，

反过来又作为自重荷载作用于底板上，因而使底板设计不尽合理。用“逆筑法”施工，在施

工时底板的支点增多，跨度减小，较易满意抗浮要求，甚至可削减底板配筋，使底板的结构

设计趋向合理。

4.可节约支护结构的支撑

深度较大的多层地下结构，如用传统方法施工，为削减支护结构的变形需设置强大的

内部支撑或外部拉锚，不但须要消耗大量钢材，施工费用亦相当可观。而用“逆筑法”施工,

土方开挖后利用地下结构本身来支撑作为支护结构的地下连续墙壁，可省去支护结构的临时

支撑。

“逆筑法”是自上而下施工，上面已覆盖，施工条件较差，且需采纳一些特殊的施工

技术，保证施工质量的要求更加严格。

二、“逆筑法”施工技术

依据上述“逆筑法”的工艺原理可知，“逆筑法”的施工程序是：中间支承柱和地下连

续墙施工一地下结构层挖土和浇筑其顶板、内部结构一从地下室-2层起先地下室结构和地

上结构同时施工(地下室板浇筑之前，地上结构允许施工的高度依据地下连续墙和中间支承

柱的承载实力确定)一地下室底板封底并养护至设计强度一接着进行地上结构施工，直至工

程结束。

(-)中间支承柱施工

中间支承柱的作用，是在“逆筑法”施工期间，于地下结构底板未浇筑之前和地下连

续墙一起承受地下和地面道路、覆土及结构自重和施工荷载；在地下室底板浇筑后，和底板

连接成整体，做为地下结构的一部分，将上部结构及承受的荷载传递给地基。

中间支承柱的位置和数量，要依据地下结构的布置和制定的施工方案具体考虑后经计

算确定，由于底板以下的中间支承柱要和底板结合成整体，多做成灌注桩形式，其长度亦不

能太长，否则影响底板的受力形式，和设计的计算假定不一样。亦有的采纳预制桩(钢管桩

等)作为中间支承柱。采纳灌注桩时，底板以上的中间支承柱的柱身，多为钢筋混凝土柱或

H型钢柱，断面小而承载实力大。

由于中间支承柱上部多为钢柱，下部为混凝土柱，所以，多采纳灌注桩方法进行施工。

在泥浆护壁下用反循环或正循环潜水电钻钻孔时，顶部要放护筒;钻孔后吊放钢管，

钢管的位置要非常精确，否则和上部柱子不在同一垂线上对受力不利，因此钢管吊放后要用

定位装置调整其位置。钢管的壁厚按其承受的荷载计算确定。利用导管浇筑混凝土，钢管的

内径要比导管接头处的直径大50~l(X)mm.而用钢管内的导管浇筑混凝土时，超压力不行能

将混凝土压上很高，所以纲管底端埋入混凝土不行能很深，一般为Im左右。为使钢管下部

和现浇混凝土柱能较好的结合，可在钢管下端加焊竖向分布的钢筋。混凝土柱的顶端•般岛

出底板面30mm左右，高出部分在浇筑底板时将其凿除，以保证底板和中间支承柱联成一

体。混凝土浇筑完毕吊出导管。由于钢管外面不浇筑混凝土，钻孔上段中的泥浆需进行固化

处理，以便在清除开挖的土方时;防止泥浆到处流淌，恶化施工环境。泥浆的固化处理方法,

是在泥浆中掺入水泥形成自凝泥浆，使其自凝固化。水泥掺量约10%，可干脆投入钻孔内，

用空气压缩机通过软管进行压缩空气吹拌，使水泥和泥浆很好地拌合。

中间支承柱亦可用套管式灌注桩成孔方法，它是边下套管、边用抓斗挖孔。由于有钢

套管护壁，可用串筒浇筑混凝土，亦可用导管法浇筑，要边浇筑混凝土边上拔钢套管。支承

柱上部用H型钢或钢管，下部浇筑成扩大的桩头。混凝土柱浇至底板标高处，套管和H型

钢间的空隙用砂或土填满，以增加上部钢柱的稳定性。中间支承柱亦有用挖孔桩施工方法进

行施工的。

在施工期间要留意视察中间支承柱的沉降和升抬的数值。由于上部结构的不断加荷，会

引起中间支承柱的沉降；而基础土方的开挖，其卸载作用又会引起坑底土体的回弹，使中间

支承柱升抬。要求事先精确地计算确定中间支承柱最终是沉降还是升抬以及沉降或升抬的数

值，目前还有肯定的困难，

（二）地下室结构浇筑

依据“逆筑法”的施工特点，地下结构不论是哪种结构型式都是由上而下分层浇筑的。

地下室结构的浇筑方法有两种：

对于地面梁板或地下各层梁板，挖至其设计标高后，将土面整平夯实，浇筑一层厚约

50mm的素混凝土（地质好抹•层砂浆亦可），然后刷•层隔离层，即成楼板模板。对于梁模

板，如土质好可用土胎模，按梁断面挖出槽穴（图22b）即可，如土质较差可用模板搭设梁模

板（图22a）。

至于柱头模板如图4-2-23所示，施工时先把柱头处的土挖出至梁底以下500mm左右

处，设置柱子的施工缝模板，为使下部柱子易于浇筑，该模板宜呈斜面安装，柱子钢筋通穿

模板向下伸出接头长度，在施工缝模板上面组立柱头模板和梁模板相连接。如土质好柱头可

用土胎模，否则就用模板搭设。下部柱子挖出后搭设模板进行浇筑。

至于“逆筑法”施工时混凝土的浇筑方法，由于混凝土是从顶部的侧面入仓，为便于

浇筑和保证连接处的密实性，除对竖向钢筋间距适当调整外，构件顶部的模板需做成喇叭形。

由于上、下层构件的结合面在上层构件的底部，再加上地面上的沉降和刚浇筑混凝土

的收缩，在结合面处易出现缝隙。为此，宜在结合面处的模板上预留若干压浆孔，以便用压

力灌浆消退缝隙，保证构件连接处的密实性。

（三）垂直运输孔洞的留设

“逆筑法”施工是在顶部楼盖封闭条件下进行，在进行地下各层地下室结构施工时,

需进行施工设备、土方、模板、钢筋、混凝土等的上下运输，所以需预留一个或几个上下贯

穿的垂直运输通道。为此，在设计时就要在适当部位预留一些从地面直通地卜.室底层的施工

孔洞。亦可利用楼梯间或无楼板处作为垂直运输孔洞。

此外，还应对“逆筑法”施工期间的通风、照明、平安等实行应有的措施，保证施工

顺当进行。

三、“逆筑法”施工实例

1工程概况

1.2工程简介

军工路越江工程是中环线建设中重要的两个越江工程之一，也是上海市总体

规划中17座越江工程之一。该工程属于中环线东北部连接浦东、浦西的重要节

点，位于本市东北角，线路沿军工路、黎平路向南下穿越规划长阳路、平凉路，

于定海港路交叉口北侧设盾构工作井，然后以盾构穿越定海港、复兴岛和黄浦江，

至浦东后线路于金桥路道堂路交叉口南侧设盾构工作井，而后沿金桥路向南下穿

浦东大道后接地，工程终点于栖山路交叉口南侧150m,工程全长3050m。

浦东岸上段全长约860m。线路走向为：自起点金桥路、道堂路口沿金桥路

向南延长，先后穿越浦东大道、栖山路后到达终点。浦东段由浦东工作井、浦东

暗埋段、浦东放开段和浦东接线道路组成，其中浦东工作井、浦东暗埋段、浦东

放开段均采纳明挖法施工，且依据基坑的不同深度采纳不同的围护结构。

其中本文所涉及的是沛东大道以北的笫一施工区，从工作井至PD3,基坑

围护体系采纳1米厚地下连续墙。支撑体系采纳钢筋混凝土支撑及钢管支撑混合

布置形式。为了使跨度较大的支撑具有良好的稳定性，在坑内打设了三排立柱桩,

用钢立柱和联系梁将各道支撑结合成稳固的支撑体系。

为了防止坑底土体隆起，削减I制护墙体的位移，在暗埋段坑底及盾构工作井

基坑外侧进行地基加固。依据本段工程所处的四周环境，工作井至PD3基坑爱

护等级均定为二级，各施工节段的工程概况见表1-01。

浦东工作井至PD3段工程概况表表1-01

节段节段

位置东线里程围护形式

号长度

工作井EK2+190〜EK2+21424m地下连续墙（厚1.0m、深46m）

暗PD1EK2+214〜EK2+24127m地下连续墙（厚1.0m、深40m）

埋PD2EK2+241〜EK2+26625m地下连续墙（厚1.0m、深36m）

段PD3EK2+266〜EK2+29024m地下连续墙（厚1.0m、深35m）

1.3工程地质

I.地形、地貌特征和地面标高

上海地区位于长江三角洲冲积平原的东南前徐，工程所在场地属长江三角洲

下游滨海平原地貌。场区基本在现有道路上，地面起伏不大，勘察实测地面标高

在3.57〜5.35m之间，高差1.98m。

2.地基土层特征

经勘察，工程沿线75m深度范围内土层由第四系全新统至上更新统沉枳的

地层组成。依据地基土的成因类型、土层结构、性状特征可划分为8层。场区属

上海地区正常沉积区，各土层分布稳定，层面起伏较小。具体土层分布见附图

1.3-01：工程地质剖面示意图。

3.地基土的物理力学性质

依据地基土层划分状况，以各层土为统计单元，剔除个别明显不合理偏值后，

进行物理力学性质指标的统计分析。

结果详见附表1—01：《地基土的物理力学性质指标表》。

4.水文地质条件

⑴潜水

场区浅部土层中的地下水类型为潜水。勘探期间测得潜水稳定水位埋深为

1.10〜1.40m、肯定标高为2.60〜2.96m。按《岩土工程勘察规范》

(DGJ08-37-2002),上海地区潜水位埋深为0.30〜1.50m,潜水水位主要受大

气降水、地表径流等影响呈幅度不等的变更，常年平均地下水位埋深为0.50〜

0.70m。

⑵承压水

场区内揭示的承压水分布于⑦1-1粘质粉土夹粉质粘土层、⑦1-2砂质粉土

层及⑦2粉砂层中，揭示的顶板埋深为28.10〜30.50m、顶板标高为-23.93〜

-26.50m。⑦层是上海地区第一承压含水层，勘探期间对承压水位进行了实测，

观测成果详见下表：

承压水位观测成果表

孔口观测试验稳定承压水稳定承压水观测

孔号林高层位深度水位埋深水位标高口期

(m)(m)(m)(m)

DG33.91⑦i35.05.30-1.39

据上海地区第一承压水的区域性观测资料，承压水水位随季节呈幅度不等的

周期性变更，承压水位埋深一般为3〜11m。

⑶地下水腐蚀性评价

经调查，工程沿线未发觉环境污染源。场区浅部地下水及地基土对混凝土无

腐蚀性，干湿交替条件下对钢筋混凝土中的钢筋具弱腐蚀性，长期浸水条件下对

钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。

1.4施工现场状况

I.浦东岸上段沿线建（构）筑物调查

浦东岸上段第一施工区周边多以老式民居为主，建筑层高均不超过3层。此

外浦东大道以南东侧有一新建22层混凝土高楼。

2.道路交通调查

⑴浦东岸边段现有道路状况调查结果见下表。

浦东岸边段现有道路状况调查表

序号位置段面形式车道数

1浦东大道四幅路四快二慢

2金桥路（浦东大道以北）两幅路二快二慢

3金桥路（浦东大道以南）四幅路四快二慢

⑵浦东岸边段经过公交车辆调查结果:

依据调查，该地区东西向的公交线路有十多条，由于全部公交线路均在浦东

大道上运行，施工期间基本上不会对其产生重大影响。

该地区南北向的公交线路较多：陆川线、上川线、130、602、新川线、施

崂线、川虹线、618、沪川线、沪孙线、773等共计11条线路。施工期间会对

其产生肯定影响，但是原则上是保证其正常的运营。

2工程重点及难点

军工路越江隧道浦东工作井至PD3段位于金桥路（浦东大道以北），周边建

筑以老式民居为主，在工程施工期间仍要保持双向交通通行。为此，道路向东西

两侧进行翻交。通过对施工现场的全面调查和设计图纸的深化理解，本段工程把

以下列几点为施工重点。

2.1施工场地小

本工程所处浦东大道和金桥路路口处，交通非常拥挤。浦东大道以北金桥路

是通往渡口的必经之路，平常上下班高峰时交通更是繁忙，且周边多以老式民居

为主，老百姓日常进出也比较频繁。为了确保周边交通正常通行，在东西两侧分

别设置临时社会便道。

2.2超深地下连续墙施工

本工程浦东工作井的地下连续墙厚1.0m,深度要达到46m,地下墙已深化

⑦1-2号土层6m厚。场区内工作井区域早期为河流，后经填埋造成填土较厚且

可能存在喑浜，③、④、⑤1层具有明显触变及流变特性，上体结构极易破坏，

③层夹粉性土薄层，易发生塌方、流砂、涌土等不良地质。

2.3限制基坑变形和地面沉降，确保周边环境平安

本工程浦东工作井开挖深度达26.9m,施工区周边多以老式民居为主，在施

工中如何限制基坑变形和地面沉降，确保工程自身及四周环境、地下管线的平安,

把基坑变形量和地面沉降量限制在二级爱护的允许值之内，是施工中必需高度重

视的问题。

2.4场区地质条件和承压水降水

依据地质资料，场区地基土分布比较稳定，层面起伏较小；工程沿线地处滨

海平原，区域地质构造较稳定，且不存在有干脆危害的不良地质，属稳定场地，

相宜工程建设。但是工程全断面均需对承压水进行降压。

本工程施工场区的承压含水层包括⑦1-1、⑦1-2、⑦2层，当开挖深度大于

14.5m时，场区内的承压水对工作井至PD3均会产生突涌的危急。为防止承压

水引起坑底管涌，必需实行承压水降压措施，依据施工实际状况，承压水降压时

间较长，如何有效限制周边环境变形将是降水施工的重点。

2.5主体结构防水

由于工作井底板最大埋深达26.9m,地下水对地下混凝土结构的压力很大，

工作井第一至第五道围棵、PD1至PD2第五道围橡及PD3第四道围楝兼作内衬

墙身，为此必需实行相应措施确保混凝土的自防水性能，提高施工缝、变形缝的

施工质量，做到结构混凝土内实外光，结构接缝不漏水。

3工程总体筹划

3.1施工总体目标

1.工期目标

（1）2008年9月18口第一幅工作井地下连续墙成槽；

⑵2009年6月7日前将工作井移交盾构进洞打算工作；

⑶2009年5月30日本段工程主体结构完成。

2.质量目标和要求

符合批准的施工图设计要求，满意国家规定质量标准，且一次验收合格。杜

绝一切技术质量事故，工序合格率达到100%,优良率达到85%（且主要分项全

部优良），工程总体优良率为90%,工程质量达到优良。创上海市市政工程金奖,

争创国家优质工程奖、国家市政金奖、白玉兰奖等。

本工程是上海市重大工程之一，严格实行工程质量一票推翻权，上海隧道工

程股份有限公司在本段工程实施过程中，树立“百年大计，质量第”的指导思

想，坚持“支配、执行、检查、处理”的循环工作方法，不断改进过程限制，严

格贯彻执行建设部、市政局和公司有关建设工程质量管理方法和质量保证措施，

开展工程质量管理活动，创建优质工程。

3.平安目标

⑴实现重大伤亡事故为零；

⑵杜绝设备、火灾、管线等重大事故；

（3）事故频率限制在0.6%。以下：

“）创上海市市政平安标化工地。

为贯彻“平安第一、预防为主”的方针，建立健全平安生产责任制和群防群

治制度，确保在施工现场生产过程中的人身和财产平安，削减事故的发生，我公

司将在施工现场结合工程的特点，建立平安生产保证体系，切实加强对施工现场

平安管理。平安生产保证体系的建立符合市政企业内部的特点，并形成平安体系

文件，以确保平安保证支配的内容具有可操作性、严密性、可行性。

4.文明施工创建目标

创市级文明工地。文明施工是进行“两个文明”建设的重要内容，是提高工

程经济效益和社会效益的重要保证。我公司将细致贯彻市府“集中、快速、文明

施工”的方针，树立“文明施工为人民”的便民利民思想，严格遵守上海市有关

文明施工管理的规定，严格执行上海市政工程局颁布文明施工手册条例，并接受

有关部门的监督和检查。

5.环境爱护目标

我公司的环境方针是：

生产目的：优化城市环境；

施工组织：遵守环境法规

施工过程：限制环境污染；

竣工交付：满意环境要求。

上海作为一个高速发展的现代化超级国际大城市，环境问题日益受到全社会

的普遍关注。为了适应当今社会的潮流，实现社会经济的可持续化健康发展，上

海隧道工程股份有限公司在本工程施工的全过程中，将全面运行IS014001环境

管理体系标准，系统地采纳和实施一系列环境爱护管理手段，以期得到最优化的

结果。

3.2工作井至PD3总体施工支配

考虑到工程施工期间合理组织社会车辆的须要并结合招标文件，将整个浦东

岸上段分为若干个区段进行施工。浦东大道北侧PD3、PD4处设一端封墙。

PD13、PD14处是否发端封墙视管线支际搬迁状况而定。第一道端封墙以北即

为本施工组织设计所涉及的内容的第一施工区，包括浦东工作井、PD1~PD3段,

里程从EK2+190至1JEK0+290o

第一施工区工作井至PD3段工程总体施工支配见下图：

3.3施工工期筹划

为了能科学、紧凑地筹划工期，确保第一施工区关键节点工期能按时完成，

同时能满意道路翻交的要求，将本段工程施工分为3个施工阶段。

施工打算阶段：主要工作为施工前期打算；

基坑围护施工阶段：主要工作井和暗埋段PD1~PD3地下墙施工、坑内外土

体加固等。

主体结构施工阶段：主要为工作井和暗埋段PD1〜PD3基坑开挖、支撑安装

及结构制作。

本段工程关键节点目标见下表:

工作并至PD3关键节点工期指标表

主要限制点主要施工项目日期

第1限制点工作井围护结构起先施工2008年9月18日

第2限制点第一施工区（工作井至PD3）围护结构完成时间2008年11月21日

第3限制点浦东工作井基坑开挖起先时间2009年1月4口

第4限制点PD3顶板逆筑完成时间2009年2月2日

第5限制点浦东工作并交付盾构进洞打算工作2009年6月16日

第6限制点浦东第一施工区主体结构完成2009年6月8日

本段工程具体施工进度支配见附表3-01o

I.施工打算阶段施工筹划

施工打算阶段施工筹划表

施工打算阶段（施工前期打算）施工筹划表

施工时间2008年3月初至2008年8月

施工区域金桥路（浦东大道以北）浦东工作井至PD3

1.帮助拆除建筑红线或临时借地范围内的建筑和地面障碍物；

2.金桥路（浦东大道以北）交通向东西两侧翻交，为规划交通组织做好打算；

施工内容

3.帮助完成或部分完成金桥路（浦东大道以北及浦东大道北侧）相关管线搬迁工作；

4.围护施工场地，完成施工现场和生活区的总平面布置，做好施工前期打算工作。

管线处理要求金桥路（浦东大道以北）相关管线均搬迁到位。

1.金桥路（浦东大道以北）交通向东西两侧翻交；

交通组织

2.浦东大道以及金桥路（浦东大道以南）交通保持原状。

2.基坑围护阶段施工筹划

基坑围护阶段施工筹划表

基坑围护阶段施工筹划表

施工时间2008年8月至2008年12月

施工区域工作井至PD3

1.完成工作井至PD3全部地下墙施工；

2.完成工作井阴角处和盾构进洞口土体加固及PD1至PD3坑内土体加固；

3.完成PD1至PD3坑内立柱桩施工；

施工内容

4.完成PD1至PD3坑内承压水降压井和疏干井的打设，并起先预降水；

5.完成对周边构筑物及地下管线的爱护措施；

6.完成基坑围护体系施工监测点的布设，并起先测读数据。

管线处理要求同施工打算阶段

交通组织同施工打算阶段

3.主体结构阶段施工筹划

主体结构阶段施工筹划表

主体结构阶段施工筹划表

施工时间2008年12月至2009年5月

施工区域工作井至PD3

1.完成工作井至PD3顶圈梁包括第一道碎支撑制作；

2.完成PD3顶板

施工内容3.完成坑内全部土方开挖及钢筋砂支撑制作、钢支撑安装：

4.完成工作井至PD3施工阶段主体结构制作，工作并交付盾构进洞打算工作；

5.东线盾构推动结束后，完成工作井至PD3剩余结构施工，约在2010年初完成。

管线处理要求同施工打算阶段

交通组织同施工打算阶段

浦东段施工主要影响周边道路包括：浦东大道、金桥路、栖山路等，其中浦

东大道为四幅路四快二慢，金桥路（浦东大道以北）为两幅路二快二慢，金桥路

（浦东大道以南）为四幅路四快二慢。

本工程所涉及第一施工区从工作井至PD3,交通主要涉及金桥路（浦东大

道以北）区域。其中浦东大道维持现状交通，第一区工作井区域金桥路（浦东大

道以北至工作井）道路向东西两侧翻交，宽度各为5.5米，机非共板，保证双向

交通基本通行。

浦东岸边段第一阶段交通路途图见附图3.8-01o

道路翻交至PD3上时的交通路途图见附图3.8-02o

4工作井至PD3段深基坑施工方案

4.1方案综述

工作井至PD3段采纳1米厚地下墙作为基坑围护结构，坑内支撑采纳钢筋

混凝土和钢管支撑混合布置形式，坑内设置立柱桩和降水井，PD1至PD3坑底

和工作井坑外进行土体加固。先开挖PD3并制作第一道支撑，并逆筑PD3顶板。

其余基坑开挖由深化浅，从工作井向PD3逐段、分层进行，其中，PD1底板制

作完毕后再进行工作井最终的收底开挖。

4.4基坑降水方案

降水目的

依据本段工程的基坑开挖及底板结构施工的要求，本次降水的目的：

1、加固基坑内和坑底下的土体，提高坑内土体抗力，从而削减坑底隆起和

围护结构的变形量，防止坑外地表过量沉降；有利边坡稳定，防止纵向滑坡；疏

干坑内地下水，便利挖掘机和工人在坑内施工作业。

2、刚好降低下部承压含水层承压水水头高度，将其降至平安的水头高

度，以防止基坑底部突涌的发生，确保施工时基坑底板的稳定性。

4.4.2布井思路和方案

1.基坑抗突涌稳定性验算

基坑底板的抗突涌条件：基坑底板至承压含水层顶板间的土压力应大于承

压水的顶托力。即：

EHi・ysi2Fs•yw•h

式中：

Hi—基坑底全承压含水层顶板间各土层的厚度距离（m）；

YSi-基坑底至承压含水层顶板间各土层的重度；

h-承压初始水头高于承压含水层顶板的距离。

yw—水的重度（kN/m3）,IX10kN/m3；

Fs—平安系数，一般为1.0〜1.2,本工程取1.1；

依据勘察报告供应的地质剖面，木工程⑦层承压含水层顶板埋深起伏不大，

约在2.00m以内。故验算时取⑦层顶板埋深最不利的探孔DC2作为验算参考孔。

其第⑦层承压含水层的顶板埋深为28.90m（肯定标高-24.60m）,承压水水位埋

深取地表以下5.39m（肯定标高39m）。

依据以上取值，场地第⑦层理论承压水顶托力为（Fs取1.10）：

Fs・Ywh=1.1X10X[(-1.39)-(-24.60)]=255.31kPa；

据此，基坑抗突涌稳定性验算结果见表4-4・2

抗突涌稳定性验算表表4-4-2

开挖深度承压水顶含水层上部降压深度限制水位埋限制水位

开挖部位

(m)托力(KPa)土压力(KPa)(m)深(m)标高(m)

浦东工作

26.9255.3130.2020.4725.71-21.86

井

23.911-90.09〜15.02-20.41、-16.41-

PD1255.31

22.851108.9613.3118.70-14.70

20.898、143.72-10.15-15.54-11.54

PD2255.31

20.042158.968.7614.15-10.15

20.042〜158.96〜14.15、-10.15〜

PD3255.318.76-7.49

19.255172.9112.88-8.88

依据以上验算结果可知，浦东工作井〜PD3均须要考虑降低下部第⑦层承压

水位。

2.降水设计思路

(1)工程须要的疏干对象层为②、③、④、⑤1层，无特殊地层，疏干降水设

计时可按常规设计思路进行设计；考虑②、③局部夹粉性土较多，在该两层应适

当布设一段滤管；同时，浦东工作井开挖深度较深，为避开疏干井成孔成井时穿

入下部⑦层，在设计时应适当考虑限制其深度，避开超深。

(2)依据基坑抗突涌验算结果，本工程浦东工作井〜PD3均须要考虑降低第

⑦层承压水位。结合各标段的围护深度和施工条件，水位降深不同，拟在浦东工

作井〜PD3坑内布设降压井。

3.降水设计方案

(1)疏干设计

采纳围护明挖法施工时，需刚好疏干开挖范围内土层的地下水，降低围护范

围内基坑中的地卜水位，保证基坑的干井挖施工的顺当进行。一般依据基坑面积

按单井有效抽水面积a井的阅历值来确定，而阅历值是依据场地潜水含水层的特

性及基坑的平面形态来确定。单井有效抽水面积a井的阅历值为一般为15(仙2〜

250m2。

坑内疏干降水井数量计算公式：n=A/a井

式中：n—基坑内降水井数量(口)；

A—基坑面积(m2)；

a井一单井有效降水面积(n?)；

依据以上公式，我们计算得出基坑须要布设的疏干井数量如下：

浦东工作井：n二A/a井二924/200=4.62,取5口；井编号为J1〜J5,考虑浦

东工作井基坑底板距下部承压含水层较近，其井深度限制为27.00m；

PD1〜PD3：n二A/a井=2840/200=14.2,取14口，依据基坑形态，实际布

设12口；井编号为J6〜J17,其中J6〜J14井深度为27.00m,J15〜JI7井深度

为25.00m。

(2)降压设计

①依据基坑抗突涌稳定性验算，浦东工作井部位须要降低⑦层承压水位

20.47mo经计算：须要布设3口降压井，井号Y1〜Y3,井深度为45.00m,其

中0.00〜23.00m填粘土，23.00〜28.00m填粘土球，28.00〜45.00m填滤料•，

34.00〜44.00m为滤管，44.00〜45.00m为沉淀管；同时考虑布设1口降压备

用兼观测井，井号YG1,井结构同丫1〜丫3；

PD1〜PD3需降承压水水位约15.00〜7.50m,考虑到后期群井抽水效应，

经计算，需布设8口降压井，井号Y4〜Y10：井深度为41.00m,其中0.00〜

23.00m填粘土，23.00〜28.00m填粘土球，28.00〜41.00m填滤料，31.00〜

40.00m为滤管，40.00〜41.00m为沉淀管；另在PD1考虑布设1口降压备用

兼观测井，井号YG2,井结构同Y4〜Y11。

具体井位布置详见附图4.4.01、降水井点剖面构造示意图请参见附图

4.4-02o

②同样，依据承压含水层的顶托力和其上覆土压力的极限平衡条件：

H*Ys=Fs*Ywh

第⑦层：H=F5*Ywh/Ys=1.lX10X(24.60-1.39)/17.85=14.30m,

计算得：Ho=-24.6O+14.3O=-10.30m(相兰于埋深14.30m)

则理论上，当基坑开挖深度达到14.30m(相当于标高-10.30m)时，却要

降承压含水层水位，保证基坑底板稳定性。

为了使降压井的布置能符合本工程的要求，除了在先期完成降压水井后实测

承压含水层的水头高度和实际出水量外，另需在完成几口降压井后在现场做组关

于第⑦层非稳定流的抽水试验，以获得本场地的实际水文地质参数，来验证本次

布井的合理性和井结构设计的精确性，必要时需调整井的数量和井的结构。

考虑PD3为盖挖逆做法，PD3段疏干井和降压井应在盖板施工前进行成井

施工，并在后期降水运行管理中做好相应的爱护措施。

4.4.3降水运行工况

4.4.3.1疏干降水

针对基坑的疏干降水，在疏干井工完试抽达到成井质量要求后应马上起先进

行疏干降水。原则上疏干降水应在基坑开挖前20天进行预抽水，实际降水过程

中依据工况进行调整，原则上在满意现场施工条件的需求同时限制围护侧向变形

的状况下尽可能地延长预抽水时间以确保疏干降水效果。同时，基坑开挖前抽水

时应加载负压真空，保障疏干降水效果。

4.4.3.2减压降水

减压降水工程应在基坑开挖至临界开挖深度前提前进行减压降水，依据抽水

试验的结果，确定提前减压降水时间；在开挖至临界开挖深度时，依据抽水试验

确定的提前减压降水时间，提前开启降压井进行减压降水。

依据承压水顶托力和承压含水层顶覆土压力平衡的原则进行基坑临界开挖

深度的计算。计算参考钻孔DC2。计算结果见表4-4-3-L

减压降水临界开挖深度表4-4-3-1

开挖标段地面标高(m)临界开挖标高(m)临界开挖深度(m)

浦东工作井〜PD3取+4.00-10.3914.39

依据抽水试验，制定具体的基坑减压降水运行工况，在实际减压降水过程中

应依据每段开挖工况逐步开启降压井并逐步调整抽水井流量，严格做到按需降

压。

依据基坑开挖工况，不同开挖深度限制水位埋深表如下:

降压抽水运行工况表4-4-3-2

开挖部位开挖工况开挖标高(m)开挖深度(m)减压(m)水位限制(m)

第四道碎支撑-12.9016.903.849.23

第五道碎支撑-16.9020.9010.1615.55

浦东工作井

第六道钢支撑-20.4024.4015.8321.22

收底板-23.0527.0520.4725.86

第五道碎支撑-13.2817.284.429.81

PD1第六道钢支撑-16.9820.9810.2915.68

收底板-19.6823.6815.0220.41

第五道碎支撑-11.8415*42.227.61

PD2第六道钢支撑-14.1618.165.7611.15

收底板-16.8720.8710.1515.54

第三道碎支撑-12.1616.162.718.10

PD3

收底板-15.8919378.7614.15

4.4.3深井构造技术要求及对环境影响的分析和限制

1.构造技术要求

（1）井口：井口应高于地面以上0.50m,以防止地表污水渗入井内，一般

采纳优质粘土，其深度不小于2.00m,同时井位偏差要W20cm；

（2）井壁管：井壁管均采纳焊接钢管，降水井的井壁管直径中273mm；

（3）过滤器（滤水管）：降水井分段设计，全部滤水管外均包一层30目〜

40目的尼龙网，滤水管的直径和井壁管的直径相同；

（4）沉淀管：沉淀管主要起到过滤器不致因井内沉砂堵塞而影响进水的作

用，沉淀管接在滤水管底部，直径和滤水管相同，长度为1.00m,沉淀管底口用

铁板封死。

（5）围填流料：硫十井滤料从沉淀管底向上填至地表以卜3.00m；降压井

依据不同的井结构围填滤料，具体围填滤料高度见降水井点剖面构造示意图；

（6）填粘性土封孔：在粘土或滤砂的围填面以上采纳优质粘土填至地表并

夯实，封孔粘土厚度要22.0m,并做好井口管外的封闭工作；

（7）各井的结构及过滤器的安装部位见降水井点剖面构造示意图请参见附

图4.4-02o

2.降水对环境影响的分析和限制

沉降限制措施：

⑴在降水运行过程中随开挖深度加大逐步降低承压水头，避开过早抽水降

压。留出不在抽水运行的井（以基坑中心部位最具代表性）作为观测孔。基坑开

挖深度达到14.0m的工况阶段以后，依次开启降压井，并合理限制承压水头，

在满意基坑稳定性要求前提下，防止承压水头过大降低，使降水对周边环境的影

响削减到最低限度。

⑵刚好监测地下水水位及抽水流量，发觉问题刚好处理，调整抽水井及抽

水流量，指导降水运行和开挖施工。

（3）刚好整理基坑开挖和降水时的水位资料，地墙位移监测资料必需刚好送

交降水项目部，以便绘制相关的图表、曲线，必要时调控降水运行。

4.4.4成井施工方法

成孔施工机械设备选用GPS-10型工程钻机及其配套设备。采纳正循环回转

钻进泥浆护壁的成孔工艺及下井壁管、滤水管，围填填滤、粘性土等成井工艺。

其工艺流程如下：

1、测放井位：依据降水井点平面布置图测放井位，当布设的井点受地面障

碍物或施工条件的影响时，现场可作适当调整，实际井位和设计井位的偏差应限

制在20cm以内；

2、埋设护口管：护口管底口应插入原状土层0.5m以上，管外应用粘性土

或草辫子封严，防止施工时管外返浆，护口管上部应高出地面0.10m〜0.30m；

3、安装钻机：机台应安装稳固水平，大钩对准孔中心，大钩、转盘和孔的

中心三点成一线；

4、钻进成孔：疏干井开孔孔径为小550mm,降压井开孔孔径为小650mm,

一径究竟，要保持孔径的精确度，孔径不得小于设计值，且偏差在5.0cm以内。

钻进开孔时应吊紧大钩钢丝绳，轻压慢转，以保证开孔钻进的垂直度，垂直度偏

差不大于1.0%,成孔施工采纳孔内自然造浆，钻法过程中泥浆密度限制在1.10-

1.15,当提升钻具或停工时，孔内必需压满泥浆，以防止孔壁坍塌，成孔偏差不

大于5.0cm；

5、清孔换浆：钻孔钻至设计标高后，在提钻前将钻杆提至离孔底0.50m,

进行冲孔清除孔内杂物，同时将孔内的泥浆密度逐步调至1.10,孔底沉淤W

30cm,返出的泥浆内不含泥块为止；

6、下井管：管子进场后，应检查过滤器的缝隙是否符合设计要求。下管前

必需测量孔深，孔深符合设计要求后，起先下井管，下管时在滤水管上下两端各

设一套直径小于孔径5cm的扶正器（找正器），以保证滤水管能居中，滤水管部

位设4个同为爱护块，爱护块间距部小于10cm。井管焊接要坚固，垂直，下到

设计深度后，井口固定居中；

7、填滤料（中粗砂）：填滤料前在井管内下入钻杆至离孔底0.30m〜0.50m,

井管上口应加闷头密封后，从钻杆内泵送泥浆进行边冲孔边逐步稀释泥浆，使孔

内的泥浆从滤水管内向外由井管和孔壁的环状间隙内返浆，使孔内的泥浆密度逐

步稀释到1.05,然后开小泵量按前述井的构造设计要求填入滤料，并随填随测填

滤料的高度，直至滤料下入预定位置为止；

8、井口填粘性土封闭：为防止泥浆及地表污水从管外流入井内，在地表以

下回填3.00m厚粘性土封孔；

9、洗井：在提出钻杆前利用井管内的钻杆接上空压机先进行空压机抽水，

待井能出水后提出钻杆再用活塞洗井，活塞橡皮直径应大于井管内径2mm,且

活塞要下放到井底以上1.50m,活塞必需从滤水管下部以钻机卷扬最快速度向上

拉，将水拉出孔口，对出水量很少的井可将活塞在过滤器部位上下窜动，冲击孔

壁泥皮，此时应向井内边注水边拉活塞。时间在6小时以上，次数在40次以上。

当活塞拉出的水基本不含泥砂后，再用空压机抽水洗井，吹出管底沉淤，直到水

清不含砂为止，井底沉淀不大于10cm；

10、安泵试抽：成井施工结束后，在疏干井内刚好下入潜水泵和接真空管、

排设排水管道、地面真空泵安装、电缆等，电缆和管道系统在设置时应留意避开

在抽水过程中不被挖土机、吊车等碾压、碰撞损坏，因此，现场要在这些设备上

进行标识。抽水和排水系统安装完毕，即可起先试抽水。先采纳真空泵和潜水泵

交替抽水，真空抽水时管路系统内的真空度不宜小于-0.06MPa,以确保真空抽

水的效果；

11、排水：洗井及降水运行时应用管道将水排至场地四周的明渠内，通过排

水渠将水排入场外市政管道中。

4.4.5封井方案

4.4.5.1封井原则

针对军工路越江隧道浦东段坑内降压井，在确定停抽、封井时，应留意以下

几点：

I、全部降水井均应在降水井所在区域底板浇筑完毕并养护一周以上方可考

虑停止抽水；

2、由于底板可能分块浇筑，可考虑对分布在已浇筑底板且养护一周以上区

域的降水井进行试停抽1〜2天；但试停抽只适用于井内水位不高于当前井口的

降水井，以防止井内地下水溢出；试停抽期间降水井内抽水泵不应拔除，且应确

保抽水泵可以随时正常开启；

3、试停抽期间应观测试停抽降水井内水位以及未浇筑底板或底板未至强度

区域的观测井水位，以确保当前降水可以满意未浇筑底板或底板未至强度区域的

降压需求；若满意要求，则延长试停抽时间，并接着保持水位观测；若无法满意

要求，则必需开启预设降水井已确保基坑抗突涌平安；

4、封井应会同设计方以及降水方确定封井原则并形成相关书面文件，收到

确认文件后，停止全部降水井抽水并实施降水井封井。

4.4.5.2圭寸井方案

依据浦东段承压含水层特性，考虑坑内降压井后期正常出水量可能大于

6m3/h,在进行封井时，拟考虑实行以下封井方案：

1、当本基坑挖至没计标高后，在基坑底开挖面以上50cm处，在井管外焊

一止水板，止水板外圈直径（p600mm；

2、降水运行结束封井前，先预搅拌肯定量的水泥浆，水灰比0.4〜0.5；

3、井管内下入1寸注浆管，注浆管的底端进入滤管深度不少于1.00m；

4、井管内填入瓜子片，瓜子片的回填高度在滤水管的顶端以上2.00m左右;

5、初次浇灌混凝土至底板底面以下3.00〜4.00m,待混凝土初凝后打算起先

注浆；

6、正式注浆前井管口用钢筋作支撑将注浆管固定，然后起先注浆；注浆时

要求将水泥浆通过瓜子片的空隙渗入底部滤水管的四周将滤水管的缝隙堵死，一

般要将预拌的水泥浆注完;

7、注浆完毕，水泥浆达到初凝的时间后，抽出井管内残留水，并刚好观测

井管内的水位变更状况。一般观测2〜4小时后，井管内的水位无明显的上升,

说明注浆的效果较好；

8、当判定已达到注浆的效果后，二次向井管内灌入混凝土至底板顶面约

10cm；混凝土灌注结束，刚好观测井管内水位的变更状况，以推断封堵的实际

效果；

9、待井管内二次灌注的混凝土初凝能符合要求，并能确定封堵的实际效果

满意要求后，即可割去全部外露的井管;

10、井管割去后，在底板顶面以下

10cm处采纳铁板焊封管口；

II、管口焊封后，用水泥砂浆抹平

井口，封井工作完毕。

注：封井后要严格做好封井效果的

检验工作，当检测符合设计要求后，方可

逐个实施封井工作。

好找，纪群，就.0m就

附图：特殊封井示意图

4.5钻孔灌注桩（立柱桩）施工方案

概况

本工程钻孔灌注桩工程主要包括：桩基工程（包括试桩、锚桩和抗拔桩）和

临时格构柱钻孔灌注桩工程，混凝土等级C30水下（格构柱），C25水下（试锚桩、

抗拔桩）。

工程桩单桩静载荷试验采纳慢速静载荷试验。抗拔桩桩身质量检验采纳慢速

维持荷载法，抽检数量为3根。

全部格构柱钻孔灌注桩需预埋注浆管进行桩底注浆。本工程钻孔灌注桩大致

工程量如下：

直径

编号标段根数有效桩长（m）位置

(mm)

1800PD1〜PD21824岸边段格构柱

21000»1630T作井格构柱

3800桩2625

4800试桩332桩基工程

5800锚桩632（有12根为格构柱

6800抗拔桩1632兼抗拔桩）

71000PD3钻孑L桩2548H型钢柱

合计80

基于设备的牢靠性，在作了充分的市场调研和方案比较优化的基础上，我公

司确定钻孔采纳正反循环相结合优质泥浆护壁回转钻进成孔方式。通过分析探

讨，我们认为采纳GPS-10型或实力更高的钻机较为适合本工程中运用。

钻孔灌注桩施工方法

钻孔灌注桩施工工艺流程见下图:

4.5.3主要施工技术措施

本工程中各项施工关健工序的主要技术措施如卜表所示。

主要施工工艺措施表

序号关键工序技术措施

采纳正循环钻进以自造浆为主，并视状况适当掺入CMC

泥浆循环和钻进

1和膨润土调浆，二级沉淀。

设50m长卡板胎模（锚桩，其余桩卡模长度35m）,钢笼

2钢筋笼制作和吊装

一次成型，分节吊装，格构柱（II型钢桩）分节吊装。

在桩下放之前，在其两垂直侧面做好中心位置和垂直度

格构柱（H型钢桩）

3的弹线工作，桩下放过程中，用经纬仪观测桩身垂直度，

垂直度限制

做到刚好订正

4水下混凝土浇筑采纳1.5m3料斗，6m3商品混凝土搅拌车，保证初灌量。

格构柱中心定位的采纳全站仪定位，确保格构柱（H型钢桩）的中心定位和定

5

保证措施位方向要求。

钻孔灌注桩孔径、实行减压钻进的工艺悬吊匀速钻进，以确保钻孔的垂直

6成孔垂直度、孔壁度达到l/200o给压的方式应采纳减压钻进，保证成孔钻

稳定性保汇进的效率和稳定性。

每根桩预埋一根①48钢管作为注浆管，在完成桩施工且

混凝土达到设计强度后，起先进行桩底注浆。注浆量初

7桩底注浆

步限制再2m3/每孔，并依据注浆压力和施工记录的沉渣

状况，相应增加单孔注浆量。

4.6基坑开挖和支撑方案

4.6.1方案概况

工作井至PD3整个基坑长度约为99m,宽度约35.3m〜46.5m,开挖深度

范围为19.2m〜26.9m,依据设计方案和基坑开挖施工规程相关要求及工程现场

实际状况，在开挖时将结合支撑体系从上到下进行分层，逐层，分块基坑开挖。

4.6.1.1基坑开挖原则

本段工程PD3顶板采纳明挖逆筑法，顶板以下全部支撑采纳喑挖顺筑法；

工作井至PD2基坑开挖全部采纳明挖法，开挖过程中始终坚持分层、分段、对

称、平衡、限时开挖、随挖随撑的原则，坚决不移地应用“时空效应”理论原理,

对基坑开挖作动态管理，真正做到信息化施工，始终把基坑变形量限制在合格指

标之内，尽可能削减基坑开挖面上围护墙的无支撑暴露时间及变形。为此，必需

在空间和时间2个环节上予以监控。

“空间”限制即对每次开挖土体范围进行规定，结合立柱桩之间钢系杆的安

装要求，沿基坑纵向每次开挖一般以立柱桩为限，即开挖2根立柱桩之间（称1

跨）的土体，逐次开挖、逐次暴露1根立柱桩，并可安装2〜3根支撑，立柱桩

间距为7m至10m左右。每次开挖厚度以各道支撑深度方向的间距为依据，开

挖面必需随着支撑的走势形成坡度，且严禁出现过度超挖的现象，如挖土设备无

法满意开挖分层厚度的要求，则必需进行调换。

“时间”限制即对每层、每块土体的开挖时间加以限制，主要包括2点要求:

1是对每开挖一块土体所用总时间进行限制，依据支撑竖向间距及立柱桩跨距，

每块土体总量平均约1100m3,要求在16〜24小时内限时完成；2是对相邻二

块土体开挖的间隔时间予以规定，一般为前一块土体开挖完毕，在2〜3根钢支

撑安装并施加预应力结束后，方可进行后块土体开挖。

4.6.1.2基坑开挖总体依次

本段工程工作井至PD2采纳明挖顺筑法，PD3顶板采纳明挖逆筑法，PD3

顶板以下暗挖顺筑。基坑开挖总体上由工作井向PD3方向由深化浅开挖，其中

PD3顶板及第一道钢筋混凝土支撑可领先施工。在基坑收底时，依据设计要求

及实际施工须要，PD1段结构底板制作完毕并到肯定强度后方可对工作并进行

收底开挖。